题目内容

(本题满分12分)

如图,有一正方形钢板缺损一角(图中的阴影部分),边缘线是以直线AD为对称轴,以线段的中点为顶点的抛物线的一部分.工人师傅要将缺损一角切割下来,使剩余的部分成为一个直角梯形.若正方形的边长为2米,问如何画切割线,可使剩余的直角梯形的面积最大?并求其最大值.

【命题意图】本小题主要考查二次函数的切线、最值等知识,考查坐标思想、数形结合、化归与转化等数学思想方法,以及将实际问题转化为数学问题的能力.

解法一:以为原点,直线轴,建立如图所示的直角坐标系,


依题意

可设抛物线弧的方程为

∵点的坐标为

故边缘线的方程为. ……4分

要使梯形的面积最大,则所在的直线必与抛物线弧相切,设切点坐标为

∴直线的的方程可表示为,即,…………6分

由此可求得.

,…8分

设梯形的面积为,则

. ……………………………………………………………10分

∴当时,

的最大值为. 此时.………11分

答:当时,可使剩余的直角梯形的面积最大,其最大值为.  ………………………………………………………………………12分

解法二:以为原点,直线轴,建立如图所示的直角坐标系,

依题意可设抛物线弧的方程为

∵点的坐标为

故边缘线的方程

. ………4分

要使梯形的面积最大,则所在的直线必与抛物线弧相切,设切点坐标为

∴直线的的方程可表示为,即,…6分

由此可求得.

,……………7分

设梯形的面积为,则

. ……………………………………………………………10分

∴当时,

的最大值为. 此时.………11分

答:当时,可使剩余的直角梯形的面积最大,其最大值为.  ………………………………………………………………………12分

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